Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 45
Água a é estrangulada adiabaticamente, através de uma válvula parcialmente fechada, até a pressão de . A velocidade de entrada é e as áreas das seções de alimentação e de descarga da válvula são iguais. Determine o estado e a velocidade da água na seção de saída da válvula.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
Queremos saber o estado e a velocidade na saída da válvula. Na entrada, temos água a e a uma velocidade de . Na saída sabemos que o fluido está a . Nos foi dito também que as áreas das seções de entrada e saída são iguais.
Aplicando o balanço de energia, temos que:
Onde:
Considerando a mesma cota de altura de análise do fluido, temos que:
Logo:
Passo 2
Como a área de saída e entrada é a mesma, a nossa equação da continuidade será da seguinte forma:
Das tabelas da água saturada, temos que, para o estado de entrada:
Considerando o processo de estrangulamento adiabático, podemos fazer a aproximação para:
Teremos, portanto, na saída, um estado de mistura entre líquido e vapor, já que temos as seguintes entalpias de saturação para a água a :
Vamos calcular o título:
Passo 3
Das tabelas, também podemos encontrar os valores de volume específico de saturação a :
Aplicando ao título, encontramos o volume específico na saída:
Agora que descobrimos o volume específico na saída, podemos aplicar à relação que encontramos da equação da continuidade:
Substituindo, temos:
Ou seja, o fluido na saída, estava em um estado intermediário entre líquido e vapor com título igual a e velocidade de .
Resposta
O fluido na saída, estava em um estado intermediário entre líquido e vapor com título igual a e velocidade de .